强涌潮水域Φ4.1m超大直径钢护筒沉放导向框的设计
永久性钢护筒沉放施工方案模板
永久性钢护筒沉放施工方案漳州沿海大通道（滨海一级疏港公路）漳浦段施工组织设计（方案）报审表承包单位：葛洲坝集团第五工程有限公司合同段：LJ-2监理单位：合诚工程咨询股份有限公司编号：漳州沿海大通道（滨海一级疏港公路）漳浦段佛昙湾特大桥工程永久性钢护筒专项施工方案编制：审核：批准：葛洲坝集团第五工程有限公司漳州沿海大通道漳浦段佛昙湾旧镇湾特大桥工程项目部二〇一五年五月十一日目录一、工程概况错误!未定义书签。
1、地层岩性错误!未定义书签。
2、水文地质情况错误!未定义书签。
二、施工任务划分及施工进度计划错误!未定义书签。
三、施工准备错误!未定义书签。
1、设备及人员错误!未定义书签。
2、施工及生活用电错误!未定义书签。
3、地材采购错误!未定义书签。
四、施工方案错误!未定义书签。
（一）施工部署错误!未定义书签。
1. 内业技术准备错误!未定义书签。
2. 外业技术准备错误!未定义书签。
3. 技术要求错误!未定义书签。
（二）施工方法及施工工艺错误!未定义书签。
1. 施工程序错误!未定义书签。
2. 流程错误!未定义书签。
3. 护筒装运错误!未定义书签。
4. 安装导向架错误!未定义书签。
5. 首节钢护筒沉放错误!未定义书签。
6. 第二节钢护筒沉放错误!未定义书签。
7. 吊耳设置错误!未定义书签。
（三）钢护筒锤击沉桩常遇问题及防治、处理方法错误!未定义书签。
五、材料要求错误!未定义书签。
1、材料采购错误!未定义书签。
2、材料复检错误!未定义书签。
3、材料管理错误!未定义书签。
六．质量控制及检验错误!未定义书签。
1. 导向架定位控制错误!未定义书签。
2. 护筒施工质量控制及检验错误!未定义书签。
海上超长超大直径永久钢护筒高精度定位技术
导向架为四边形，由立柱、立柱间横向联系采用两根槽钢 对拼而成，如图 2 所示，为很好地定位钢护筒，提高导向 架的垂直度和刚度，除在平台顶设置井字架，还在护筒下 平联顶设置第二道限位装置，采用工字钢焊接成井字形框 架，然后采用三角钢板焊接卡位。
图1 前方交会法检测钢护筒重心示意图
一、永久钢护筒定位方法研究现状 目前，钢管复合桩已在苏通大桥、嘉绍大桥、宁波象 山港公路大桥、港珠澳大桥和鱼山大桥等跨江跨海工程中 应用。 周西振教授对苏通大桥钢护筒中心位置放样与检测方 法进行了研究，提出了一种前方交会法，方向线切钢护筒 的两边缘，夹角平分线的交点即为钢护筒的重心，最后由 前方交会坐标计算公式求得中心坐标，如图 1 所示。二 期钢护筒采用沉桩机进行打设，利用导向架进行精确定位。
三、采用沉管导向架精确定位技术 1. 定位导向装置 按照导向装置平台的管桩结构形式不同，设计了两种 导向架。一种是采用 4 根小直径钢管桩作为基础搭设的导 向架，如图 6（a）所示，一种采用 1 根超大直径沉管作为 基础的导向架，如图 6（b）所示。沉管导向架，先将定位 装置与 1 根超大直径钢护筒焊接在一起，形成一个整体沉 管导向架，使用打桩船打设沉管导向架，采用自带 GPS 系 统对沉管定位，永久钢护筒打设完成后，将沉管导向架拔出， 转至下一根桩基位置。相比钢管桩导向架，采用沉管导向 架施工，存在以下几点优点 ：①施工周期短，只需打设和 拔出 1 次沉管，施工效率高 ；②投入船机设备和周转材料 少。采用打桩船打设、拔出、转移沉管导向架，只需 1 套， 周转方便快速 ；③超大直径钢护筒使内部的水体隔离，处 于静水状态，更有利于保证永久钢护筒的打设精度。 常规的导向装置一般设置两层定位装置保证垂直度， 但由于打桩船的垂直度精度能满足要求，只需设置顶端一
海洋环境大直径钢护筒沉放的施工技术及工艺
Ｃｏ ｎｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ ｃ ｒ ａ ｆ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ— — ｄ ｉ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ— — ｃ ａ ｓ ｉ ｎｇ ｉ ｎ ｏ ｃ ｅ ａ ｎ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ
ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｓ ｅ ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｏ ｙ ｒ ｈ ａ ｍｍｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｐ ｉ ｌ ｉ ｎ ｇ ｂ ｏ ａ ｔ ，ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｃ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｓ ，ｔ ｏ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｈｅ ｔ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ—ｄ ｉ ｍ ｅ ａ ｔ ｅ ｒ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｃ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｓ ｓ ｉ ｎ ｋ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ０ ｌ ０ ｇ ｙ —— Ｐ ｉ ｌ ｉ ｎ ｇ ｂ ｏ ａ ｔ＋ ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｈ ａ ｍｍｅ ｒ ，ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｕｉ ｇ ｄ ａ ｎ ｃ ｅ ｏｒ ｆ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｄ ｉ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｐ ｉ ｌ ｅ ｅ ｓｉ ａ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： Ｔ ｈ ｅ ｌ ｒｇ ａ ｅ ｄ ｉ ｍ ｅ ａ ｔ ｅ ｒ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｃ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｓ ；Ｐ ｉ ｌ ｅ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ； Ｏｃ ｅ ａ ｎ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ
超长大直径变径钻孔灌注桩施工关键技术
广东省南澳大桥主墩海上超长大直径变径钻孔灌注桩施工关键技术李春元崔然刘学洋姚延焕（中交一航局第三工程有限公司；大连；116001）摘要：广东省南澳大桥主墩超长大直径变径钻孔灌注桩施工采用了回转钻机成孔及海上拌和船浇筑水下砼的施工工艺，针对海上超长大直径变径钻孔灌注桩的施工难点及要点，文章阐述了该项工艺的技术要点及工程实施情况。
关键词：钢护筒沉放；大直径钢筋笼、泥浆1、工程概况南澳大桥主桥总长490m，共设2个主墩W0、E0；2个过渡墩W1、E1；其中W0、E0主墩基础采用13根变截面钻孔灌注桩，桩身上段20m直径为3.1m，以下直径为2.8m。
梅花形布置，W0主墩设计最大桩长为91m，E0主墩设计最大桩长为110m，均为嵌岩桩。
2、施工总体思路主墩桩基采用打设Φ800*12mm的钢管桩和桩基钢护筒共同受力组建钻孔平台进行施工。
每个主墩搭建1个平台，共2个平台；钻机等各种设备在平台上工作，主墩平台采用ZDJ-3500型和ZDJ-4000型回转钻机进行钻孔施工，采取气举反循环出渣工艺，并配备泥砂分离器。
同时主墩平台上布置1台80t龙门吊，用来下放钢护筒和钢筋笼，包括钻机移位、灌注混凝土的施工。
3、施工重点、难点⑴、主墩钻孔灌注桩施工是全桥施工的核心，直径φ3.1m变径为φ2.8m,最大设计桩长110m，单桩砼量约800m3,在国内也算是施工难度较大的桩基。
⑵、主墩钢护筒是钻孔灌注桩施工的必要措施，又是施工平台的受力支撑结构，单根最大长度46m，直径3.1m，施工受风浪、水流影响大，精度、垂直度控制难度大。
以往工程施工出现过护筒底口变形的情况，控制好激振力也是护筒沉放施工的关键。
⑶、泥浆是成孔的关键保障，如何优化配合比，保证泥浆的各项指标，是钻孔灌注桩施工的难点。
⑷、主墩钢筋笼直径大、长度长，且桩顶20m范围内为双层钢筋笼，加工的难度大，钢筋笼线形及对接精度不易控制；整套钢筋笼最重达70t，单节最大重量15.8t，钢筋笼吊装、竖转难度大。
强潮急流河段大直径桩基钢护筒沉放关键技术
强潮急流河段大直径桩基钢护筒沉放关键技术摘要：嘉绍大桥地处世界闻名的钱塘江涌潮河段，桥位区水文条件复杂，河床宽浅，潮强流急，冲淤剧烈。
在强涌潮区进行桩基础施工是大桥建设的一个技术难点，而钢护筒的沉放是否顺利是桩基础施工的关键所在。
通过选择合理的钢护筒下沉时机，采用大刚度的简支导向架进行导向定位，配合大功率振动锤振动下沉，分析桥位区水文特点，有针对性的采取防冲刷和纠偏措施并实时进行监控等，顺利完成了114根大直径桩基钢护筒的施工，下沉精度全部达到设计要求。
关键词：强潮急流河段；钢护筒下沉；导向架；振动锤1 工程概述嘉绍跨江大桥主航道桥为六塔独柱四索面钢箱梁斜拉桥，其跨径为70+200+5×428+200+70=2680m。
大桥北岸主通航孔桥共114根桩基础，中塔承台设置有32根桩基，边塔承台设置有30根桩基，索塔基础桩顶标高均为-10.5m，桩长108～113m不等；辅助墩及过渡墩各设置10根桩基，桩顶标高均为-9m，桩长92m；所有桩基础均为直径φ2.5m的摩擦桩。
依据施工期实测资料，桥位处的钱塘江河口尖山河段实测最大潮差8.59m，涌潮试验得到桥位附近涌潮流速可达9.0～10.0m/s，桥位处100a一遇设计涌潮高度为3.0m，涌潮压力为70kPa。
施工前河床标高-5m左右，最大水深可达10m，根据水槽模型试验，施工期河床局部冲刷可达19m。
桩基钢护筒需沉放到极限摩阻力为35～55kPa的淤泥质亚粘土或亚粘土层。
根据规范要求并结合施工实际，采用δ20mm的Q235A钢板卷制成φ2.8m直径的桩基钢护筒，每根总长45m，分段加工、运输及沉放，经计算取首节长度28m，重40t；第2节长度为17m，重24t，总重64t。
2 强潮急流河段桩基钢护筒的沉放工序针对钱塘江的强潮影响，选择在接近平潮时进行首节桩基钢护筒沉放的施工工艺。
经测量定位安装固定多功能导向架，并在导向架上精确放样桩位后调整固定顶推装置；起吊钢护筒到导向架上相应孔位，测量监控钢护筒垂直度满足要求后，将钢护筒缓缓下沉至距河床面0.5m左右，用千斤顶顶推装置精确调整护筒垂直度和平面位置后快速下沉。
嘉绍跨江大桥φ4.1m大直径钢护筒施工技术
构（ 定位导 向架尺寸 以 １／ Ｔｎ计） ｌ 。
２ 工程 难点
ห้องสมุดไป่ตู้
７ 钢 护筒 施 沉
１ 钢 护 筒 下 端 １ ． 和 顶 口 ２ ０ｎ 采 用 壁 厚 ３ Ｔ ， ３ ５ ７ １ 设 备 选 择 ） ２ ０ｍ ． ２ ２１ｍ Ｑ ４ Ｃ ｉ ． 钢， 钢板强度及厚度对 卷板设 备 提 出较 高 的要求 ； ） 节护 筒重 ７ １ １ 起重设备 ２单 ． ．
中 图分 类 号 ： ４ ． Ｕ４ ５ ４ 文献标识码 ： Ａ 等 厚 环 焊缝 对 接 时 ＝２ ．。 ０ ， 向焊 缝 口 ５ ＋（ 。 Ｏ） ２ ５ ＋１ 。纵 ＝１ 。 ０ ～ｌ 。，
１ 工程 简介
１ １ 工 程 概 况 ．
坡 口边缘加 工光 洁度 及尺 寸应满 足规 范相 关要求 。２ 钢 护筒 由 ） 短节拼焊成 吊装 节 ， 各短 节钢护 简 的纵 向焊缝错 开 布设 ， 问距 不
５ 钢 护筒 运输
为 防止钢护筒 在运 输 过程 中出现 失 圆、 变形 等现 象 ， 运输 在
１２ 工 程 地 质 及 水 文 ．
同 下 根据地质勘探报告 ， 一般 地段钢护筒周 围 的覆盖层 主要为粉 上 设 置 专 门 的运 输 胎 架 ， 时 分 别 在 钢 护 筒 的上 、 口及 中 间位 置 采 用 两 根 ［ｏ焊 接 十 字 支 撑 ， ２ 以增 强 钢 护 筒 抵 抗 变 形 的 能力 。 土、 粉砂 、 淤泥质粉 质黏土等 ， 在淤泥质 粉质黏土 中存在 极具层 里
的薄粉砂 夹层 。桥址位于钱塘江 河 口尖 山河段 ， 受潮流 和径流共 ６ 定 位导 向架 同作用 ， 潮流动力条件强 ， 比较 复杂 ， 且 河床 冲淤剧烈 。潮 流为非 为确保施沉精 度 ， 在钻 孔平 台上 设置 双层定 位导 向架 ， 顶层 正规半 日浅海潮 流 ， 水流属 往复 流 ， 不对 称性较 明显 。最 高潮 固定在平 台承重 梁上 ， 但 设置标 高 ＋ｌ ． 底层 固结 在平 台支撑 Ｏ ｏｍ，
海上大直径钢护筒整根沉放技术
77 /重）；船体的船型是否能满足在桩群沉桩时移位、驻位的要求（主要考查内容为船长、船宽等），此项关系到桩群是否能抛锚一次，按照一定的沉桩顺序全部施工完毕（也可通过变更桩群个别桩的参数来满足船型的要求），特别对于固定桩架打桩船要给予充分的考虑；另外，打桩船的抱桩器、栊口半径是否满足桩径要求；船舶抗风能力是否满足施工海域水文和气象要求。
3.2替打加工替打为锤击沉桩中的能量传递设备，并兼有保护桩头的作用。
根据打设钢护筒的直径和壁厚选择合适的替打，本工程由于有不同直径的钢护筒打设，通过巧妙设计替打，使一个替打实现了4种不同直径钢护筒仅用一个替打便全部完成，大大节约了成本。
将替打内外圈设计成阶梯型，外圆可打大直径钢护筒，里面可以打小直径护筒，呈阶梯形缩小，极为巧妙。
不足之处替打给予可调节空间太小，近允许钢护筒变形为2cm，在实际操作中部分钢护筒超出了预期，造成无法施打，一部分采用千斤顶将钢护筒变形重新顶回到允许范围内。
一部分后通过现场改进替打，将替打凸出部分进行坡口处理后，彻底解决问题。
3.3钢护筒的起吊与套替打船舶全部就位后，打桩船靠到运桩船上，开始割顶层钢护筒上的米字支撑（如果顶口有变形，为防止起吊继续变形，顶口米可施打完成后再割），米应保存好，可用于桩基钢筋笼支撑再利用。
到运桩船顶部选择1根钢护筒，先挂上面4根吊耳，吊起离地后，再挂背面顶端1个吊耳，由于劳动强度较大，运桩船上一般需配备≥6人用与割支撑和挂钩。
打桩船平吊时一般采用4点起吊，逐步转换到端部的3点起吊就位，保证钢护筒垂直。
钢护筒起吊垂直后，放入打桩船抱桩器内，替打位于钢护筒最上端开始逐步下降，套入替打内，解掉底部缆绳，初调垂直度，抱桩器抱住限位。
3.4初调定位利用打桩船自带的“海上沉桩GPS-RTK测量定位系统”，指挥打桩船根据打桩顺序移动就位，移动主要依靠打桩船上8根锚缆伸缩来达到最终定位的目的，同时在岸侧采用两台全站仪在两个垂直方向复核定位。
涌潮条件下水中墩钻孔平台设计与施工
曹娥江闸前大桥在强涌潮条件下的钻孔平台设计与施工贾为民（中铁大桥局集团第一工程有限公司）摘要：重点介绍了曹娥江闸前大桥在强涌潮、高潮差、江水大流速条件下的钻孔平台设计与施工采取的措施与检算。
关键词：钻孔平台设计涌潮施工1概述曹娥江闸前大桥位于曹娥江河口附近，位于曹娥江大闸上游约1km处，是杭州湾绍兴工业新城区北部杭州湾大道跨越曹娥江的重要桥梁工程。
大桥全长2396m,共55个墩台，其中12#～24#、30#～38#墩桩基为2×10Φ1.2m钻孔桩；25#、29#墩桩基为2×7Φ1.5m钻孔桩，26#～28#墩桩基为2×26Φ1.5m钻孔桩。
根据总体施工方案， 13#～37#墩为水中墩施工，其中13#～23#、37#墩采用筑岛平台法施工钻孔桩，24#～36#采用型钢墩位平台施工钻孔桩。
桥位处水位主要受潮汐作用影响，涌潮是曹娥江河口潮汐的重要特征，影响涌潮强弱的因素较多，其中最主要的是曹娥江的潮差和江道地形，潮差越大，江道河床低，涌潮越强。
受曹娥江大闸围堰修建的影响，曹娥江河口处的过流断面急剧缩小，水位变化较大。
根据现场实测，施工期间高潮水位为5.5m，低潮水位-2.0m，最大潮差达7.5m。
根据水文资料，本桥施工水流速V max=4.45m/s。
受径流与潮流共同作用，曹娥江河床冲淤变化剧烈，冲淤特点为“洪冲潮淤”。
在施工过程中桥位处河槽历史记录最高1.17m，最低高程为-9.25m，最大冲幅10.42m。
桥位处主河槽时弯时直，主河槽位置忽左忽右，变化较大，因此桥位附件的河床段具有很大的游荡性。
2 钻孔平台方案介绍水中墩施工是曹娥江闸前大桥的重点及难点，也是控制工期的关键点。
桥位处受潮汐影响，且涌潮流速大，这就要求钻孔平台有足够的抗水平冲击能力，基于以上因素，我们所设计的基础施工钻孔平台不同于一般的钻孔平台，在设计中26～28主桥中墩采用48×24m大平台施工，钢护筒做平台支撑桩，结合φ426mm钢管桩辅助支撑。
强涌潮河段双壁钢围堰设计与施工技术
强涌潮河段双壁钢围堰设计与施工技术124公路与汽运Highways＆amp;AutomotiveApplications第5期 2009年9月强涌潮河段双壁钢围堰设计与施工技术赵天法,鲜正洪，唐红敏(1.路桥集团国际建设股份有限公司,北京100027；2.路桥华南工程有限公司,广东中山528403)（钱江九桥）为自锚式悬索桥，两个主墩PM27,PM28墩承台为深水低摘要：江东大桥桩大体积砼承台,位于钱塘江强涌潮区河段,其施工设计采用双壁钢围堰法。
文中分析了该工程双壁钢围堰相关参数和结构设计,介绍了其R_r—技术. 关键词：桥梁;强涌潮；双壁钢围堰；设计与施工；承台中图分类号：U443。
16文献标识码：A文章编号：1671,2668(2009)05-0124--04在桥梁建设中,深水中承台施工的方法有很多种,如砂袋围堰,砼套箱围堰,钢板桩围堰以及钢围堰等,而位于强涌潮地区的承台施工常用方法有砂袋围堰和钢围堰等。
钢围堰施工工艺因具有结构合理，适应性强以及安全可靠等优点而得到比较广泛的应用钱塘江涌潮高度一般2.5m,最高达3.7m,一月内除几天小潮之外,几乎都能看到涌潮，是最典型的强涌潮地区。
钢围堰在钱塘江桥梁工程施工中最为典型，其施工难度最大，安全隐患最多.本文以江东大桥(钱江九桥)自锚式悬索桥两个主墩PM27, 最易受到损坏，防水材料的施工损伤主要来自于运料车，摊铺机，碾压机械作用下的热集料。
2)防水层的抗施工损伤性能采用抗施工机械损伤性能，抗热集料刺破性能及不透水性能评价，提出了相应的试验方法和评价指标,并对常见防水材料的抗施工损伤性能进行对比和评价. 3）防水层的厚度大小与抗损伤能力密切相关, 防水层厚度不足是抗施工损伤能力低的主要原因之一.根据抗施工损伤性能来确定防水层的最小厚度，其中涂膜类防水层厚度应不小于1。
5mm，卷材类防水层厚度应不小于2.5mm。
4)对防水层最重要的要求是不透水性能，根据对防水施工损伤与不透水性能关系的分析,可以得出桥面防水层的不透水性是指在其经受可能的施工损伤后的不透水性能,由不透水性试验得知，卷材类防水层的不透水性能明显优于涂膜类. 参考文献：[1］张占军,胡长顺.砼桥面防水应用与研究综述EA]。
强涌潮水域φ4.1m超大直径钢护筒施工技术探讨
３． ．７环缝 的焊接采用 自动埋弧焊机，通过滚轮胎架 ２
旋转钢护筒 ，实现环焊缝的内外焊接 。所有焊缝均进行 无损检测，有缺陷的部位需刨掉重新焊接直至合格 。 ３． ．８根据类似工程经验 ，钢护筒的加工质量直接影 ２ 响到沉放质量，有的甚至会给钻孔桩施工带来灾难性的
本 工程钢 护筒 施工偏 差控 制 为 ：平 面偏位 小于 ５ ｍ、竖 ｃ
３主要 施工 技术介 绍 ３１总体工艺 ． 特大型跨江、跨海桥梁 的钢护筒施工，一般采用专
业工厂制作 、船运至现场 、浮 吊吊放下沉的工艺。这种
工艺 现场 只 需要 设置适 当的 定位导 向装 置 ，操作 简便 ，
工效较高，施工安全和质量也容易保证 。该工程 由于桥
＜ 交通工程 建设 ＞２１ ００年第 ３ 期
１ ２ 向接逢 线应 相 互错 开 ， 间距 不 小于 １０ １０ｍｍ。
位区水文条件 限制 ，工程船舶难 以在现场驻位 ，无法采 用水上船舶运输 、施沉工艺。经 比选，结合 已先行布置 的施工栈桥结构特点，采用 施工驻地设车间加工 、平板 车分两节运至现场 、履带 吊下放接长的方案，最大限度 的减小了恶劣水文条件 的影响，也有效规避了大件 陆路
后 果 ，如焊 缝质 量 问题 造成 钻 孔 时 泥浆大 量 渗 漏 、椭 圆 度超 差造成 护筒 壁在 沉 放 过程 中局 部失稳 、弯 曲矢 高超
３ 钢护筒加工工艺及质量控制措施 ． ２ 钢 护 筒 加工 在桥 头 附近 施 工 驻地 内专设 的钢 结构 加 工车间内进行 ，先制作小管节，再焊接接长，焊缝均采
直 线倾斜 小 于 １ ０ ，较 《 路桥 涵施 工技 术规 范 》 定 ／ ０ ２ 公 规
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
强涌潮水域Φ4.1m超大直径钢护筒沉放导向框的设计
摘要：以杭州湾水域嘉绍跨江大桥桩基Φ4.1m超大直径钢护筒施工为例，介绍超大直径钢护筒的导向框设计的一些思路，初步探讨强涌潮水域复杂水文条件下超大直径钢护筒导向装技术及控制要点。
关键词：Φ4.1m钢护筒强涌潮水域导向框设计
1、前言
由于桥梁钻孔灌注桩设计呈大直径、大孔深发展趋势，目前直径大于Φ2.5m、孔深超过100m的桥梁桩基已较为常见，有的桩径甚至已超过Φ3.5m。
这导致钢护筒的直径及长度也随着日益加大，有的工程还将钢护筒纳入结构永久受力，对其制作、运输及沉放技术要求也大为提高，特别是在特大型跨江、跨海深水桥梁的钻孔灌注桩施工中，钢护筒已成为影响桩基施工质量的关键环节之一。
笔者结合杭州湾水域嘉绍跨江大桥工程，介绍Φ4.1m超大直径钢护筒导向框设计思路，初步探讨在强涌潮水域复杂水文条件下超大直径钢护筒施工技术及控制要点，以供业内同仁参考。
2、工程背景
2.1、工程概况
嘉绍跨江大桥引桥下部结构采用单桩独柱的结构形式，墩桩直接相连，无承台或系梁。
桩基础采用了直径Φ3.8m钻孔灌注桩，每墩左右线各设1根，全桥共设置了150根。
单桩孔深达118m，桩顶标高-3.00m，基本与河床面平齐，桩基成孔施工采用内径Φ4.1m钢护筒。
这种结构型式设计，主要是为了适应桥位区复杂的水文条件，减小阻水率，不损害钱江大潮景观。
钢护筒内径Φ4.1m，长度45m，下端12m壁厚为32mm，采用Q345c钢，上端33m壁厚为32mm，采用Q235c钢，单根重量达132t。
3）导向框设计制作
为了钢护筒的顺利精确就位，在平台上设置导向框，导向框内设有钢滚轮、千斤顶和锁定装置，用以钢护筒下沉过程中平面位置及倾斜度的调整。
结合平台高程和水位情况，导向框按双层设计，上层导向轮高程+11.0m，下层导向轮高程+3.0m，间距8m，导向轮可调范围150mm。
导向框可方便的安装和拆卸，利于周转使用。
图1导向框结构平面示意图
4.2、导向框设计荷载选择
导向框（架）是控制钢护筒沉放位置及竖直度的重要装置，其受力较为复杂。
如何合理的分析工况条件并选择荷载，关系到的钢护筒能否顺利精准的就位。
一般需要考虑的荷载包括水流力、风压力、钢护筒与导向装置的摩擦力、护筒倾斜造成的自重水平分力、激振力水平分力等。
下面以典型墩钢护筒沉放为例，分析导向框的设计荷载选择。
（1）工况选择
根据该工程情况，选择两个工况进行探讨。
工况一，第一节25.2m长钢护筒吊入导向框内，利用限位调节装置，使钢护筒的平面位置及垂直度达到要求，履带吊落钩，钢护筒沿定位导向架下沉至泥面，履带吊脱钩，启动振动锤，使护筒下沉。
工况二，第一节钢护筒沉至距上层导向约1.0m处，拼接护筒后，将振动锤吊至护筒顶开始起振。
此时钢护筒受竖向激振力及水平向水流力的作用，钢护筒下端考虑为铰结。
受力情况与计算简图如下：
图2 工况一受力情况及计算简图
图2 工况二受力情况及计算简图
（2）各荷载计算
1）水流力Fw
该项目处在强涌潮水域，流速极大，短期监测已达到6.65m/s，涌潮试验更是可达9.0～10.0m/s。
水流力计算时不可能选择这样的极端条件，因为极不经济，也是不科学的，只要合理选择施工时机，还是可以规避极值水流力的影响。
经慎重比选，采用2.5m/s流速进行刚度验算，3.5m/s流速进行刚度验算，对应水流力分别为129kN和252kN。
2）激振力及自重的水平分力Fh、FG
激振力及自重的水平分力主要是由于钢护筒倾斜造成的，控制好倾斜度可有效减小其影响。
公路桥涵施工技术规范规定钢护筒倾斜应控制在1/100以内，该项目专用施工技术规范对于超大直径钢护筒要求不大于1/150，按1/100取值，激振力及自重的水平分力分别为64kN和13.5kN。
3）风压力Fwh
杭州湾区域大风出现几率较大，每年受台风和季风影响。
该项目钢护筒外形尺寸巨大，受风载影响较大。
经对现场气象条件分析，选择6级风为控制界限，对应风压力标准值为1.04kN/m，施工时风力超过6级时不予沉放作业。
4）钢护筒与导向装置的摩擦力Ff
护筒下沉过程中，因导向装置与钢护筒壁存在摩擦，导向架受到向下的摩擦力作用。
如果采用钢支撑结构，其与钢护筒为滑动摩擦，对应Ff最大约为85 kN。
该项目采用导向轮结构，其与钢护筒为滚动摩擦，摩擦力Ff较小，对导向框的影响很小。
（3）经计算，工况一时最大支反力N1、N2为-235kN、418kN；工况二时最大支反力N1、N2为-409kN、568kN，其中影响最大的荷载为水流力，其次是激振力的水平分力。
如何控制水流力和激振力的影响，将直接关系到导向框的结构设计。
实际施工时，护筒下沉及测量定位均选择平潮，有效减小了水流力的影响，至于过程中涨落潮较大流速造成的导向框弹性变形，平潮时能自行恢复，可不予考虑。
由于措施得力，钢护筒倾斜度均控制在了1/250以内，大多在1/500，对应的激振力的水平分力Fh较小，对导向框的影响很小。
导向框最终设计总重量在20t。
5、结语
超大直径钢护筒在深水桥梁中的应用越来越多，而在杭州湾强涌潮水域如此大规模地采用超大直径的钢护筒尚属首次，对其施工技术可以说是一次考验。
现在看来，该项目Φ4.1m钢护筒导向框的选择是成功的，为强涌潮水域的桥梁超大直径钢护筒施工积累了一定的经验。
参考文献
[1]交通部第一公路总公司.公路施工手册·桥涵.人民交通出版社，2000.3
[2]法国PTC公司.PTC振动沉桩介绍与说明,2002
[3]汤绍和.ICE液压振动拔桩机.建筑机械,1999.4
[4]于金帆.现代铁路工程师手册.吉林科技出版社,2004.10。